混凝土桥课程设计文档格式.docx

1、（1）截面类型为单箱单室等高度简支箱梁，直线梁，梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加强；（2）桥跨布置：梁长为 40m，计算跨度为 38.5m；3）桥面宽度：挡砟墙内侧净宽 9.6m，挡砟墙宽 0.2m；人行道宽 1.3m，人行道采用悬臂板方式；上顶板宽为 12.6m4、设计荷载：（1）恒载：1结构构件自重：按铁路桥涵设计基本规范 （TB10002.1-2005）第 4.2.1 条采用；2附属设施（二期恒载）：二期恒载包括桥上轨道线路设备自重、 道砟、防水层、人行道栏杆、 挡砟墙、 电缆槽及盖板、电气化立柱等附属设施重量。桥面二期恒载取 190+815/1000=190.815KN/m 。（2）活

2、载：1列车竖向活载纵向计算采用 ZK 活载；2列车竖向活载横向计算采用 ZK 特种活载；3横向摇摆力：取 100kN 集中荷载作用在最不利位置，以水平方向垂直线路中线作用于钢规顶面4人行道竖向静荷载：按 5kN/m 。（3）附加力：1风力：风力按铁路桥涵设计基本规范 （TB10002.1-2005 ）第 4.4.1条采用；2结构温度变化影响力：按铁路桥涵设计基本规范 （TB10002.1-2005 ）办理，整体升降温 25，纵向温度荷载按顶板升温 5考虑。横向计算按升温、降温两种情况考虑温度变化的影响力，其计算模式如下：图 1-1 温度变化计算模式图3列车制动力：桥上列车制动力和牵引力按单线竖

3、向静活载的 10%计算。（4）特殊荷载：1脱轨荷载：不计动力系数，亦不考虑离心力，只考虑一线脱轨荷载，其他线路上不作用列车活载； 地震力：按铁路工程抗震设计规范办理，地震基本烈度为七度。5、材料：2（1）预应力钢筋：采用高强度低松弛钢绞线，钢绞线公称直径为 15.2mm ，公称面积为 140 mm2 ，规 格为 12-7 5和15-7 5；标准强度 fpk=1860 MPa ；1000h 后应力松弛率不大于 4.5%。（2）普通钢筋：当钢筋直径大于等于 10mm 时，采用 HRB335 钢筋；当钢筋直径小于 10mm 时，采 用 Q235 钢筋。（3）混凝土：现浇箱型梁采用 C50 混凝土，轴

4、心抗压标准值为 33.5MPa，轴心抗拉标准值为 3.1MPa。6、锚固及张拉体系：后张法施加预应力。 采用 OVM 锚，进行两端张拉。预应力管道采用塑料波纹管成孔， 对规格为 12-7 5 的钢绞线，采用内径为 90mm ，外径为 106mm 的波纹管；对规格为 15-7 5 的钢绞线，采用内径为 100mm ， 外径为 116mm 的波纹管。管道摩擦系数 =0.2 ，管道偏差系数 k=0.0015 ，锚具变形和钢束回缩量为 6mm。7、混凝土及钢筋的各项数据：（1）预应力钢绞线：抗拉计算强度为 fp 0.9 f pk 1674MPa ，弹性模量为 Ep 1.95 105MPa 。在主力 作

5、用下，破坏强度安全系数 K=2.0，则钢绞线的抗拉强度设计值应为 fptd fp 837MPa 。ptd K对 Q235 钢筋，弹性模量为 Es 2.1 105MPa ；在主力作用下，其容许应力为 s 130 MPa 。对 HRB335钢筋，弹性模量为 Es 2.0 105MPa ；在主力作用下，其容许应力为 s 180MPa 。对 C50 混凝土，弹性模量为 Ec 3.55 104 MPa ；其弯曲受压及偏心受压时的容许应力 b 16.8MPa ，有箍筋及斜筋时的主拉应力容许值为 tp1 2.79MPa ，纯剪应力容许值为 c 1.55MPa ， 局部承压应力容许值为 c1 13.4 AA

6、（A为计算底面积， Ac为局部承压面积）。预应力混凝土结构重度按 26 kN / m3计，钢筋混凝土结构重度按 25kN /m3计。二、结构尺寸拟定1、梁高：由于设计受到中 活载强度、 工后徐变等多方面制约， 梁高经过反复比选， 最后确定为 3.2m 等高度梁。2、上翼缘（1）翼缘宽度：上翼缘悬臂宽度为 3100mm，两腹板间宽度为 5286mm 。（2）翼缘厚度：按构造要求，顶板厚度不得小于 200mm 。故对人行道，受力较小，顶板厚度取为 240mm ；对行车道 板，受力较大，在跨中顶板厚度取为 340mm ，在支点处则增大至 750mm 。3、腹板为保证腹板能够承受相应的剪力，构造上要求

7、腹板厚度不得小于 150mm 。同时，为了能够在腹板中 布置预应力钢束，取跨中腹板厚度为 550mm ，支座处腹板厚度则增大至 1060mm 。受弯构件的翼缘应在与腹板相交处设置梗肋。上、下翼缘梗肋之间的腹板高度，当无预应力竖筋时， 不应大于腹板厚度的 15 倍。故取上、下梗肋之间的腹板高度为 1910mm 。4、下翼缘按构造要求，底板厚度不得小于 200mm ，且在箱梁的端部必须设置横隔板。故在跨中，底板厚度取为 300mm ，在支点处由于抗剪、抗弯的要求则增大至 850mm 。对于桥面的布置，可见下图：图 2-1 桥面布置图三、荷载内力计算1、恒载（1）梁体自重 g1：用 CAD 软件对跨

8、中截面和支座截面进行面域计算可得： 窄段截面（跨中截面）面积： A窄 94130.91cm2 ； 宽段截面（支座截面）面积： A 宽 153418.09cm2 所以， g1窄 A窄 94130.91 10-4 26 244.7404kN /m-4g1宽 A宽 153393.19 10-4 26 398.8222kN /m取主梁的一半为研究对象，设宽段长度为 7m，窄段长度为 13m ，窄段截面在距支座中心线 6.25m 处 开始发生变化，至距支座中心线 1.25m 处变化成宽段截面。由于主梁伸出支座段（伸出长度为 0.75m）对 于减小跨中截面弯矩有利，且其对支座截面产生的负弯矩（约为 -11

9、2.19kN m ）也不是很大，所以，在计 算主梁纵向受力时，忽略这部分恒载的作用。则：g 2 g1窄l窄 g1宽l宽 2 244.7404 13 398.8222 6.25 294.767kN /mL38.5不均匀值：398.8222- 294.767100 %=35.3%294.767按照铁路桥涵设计基本规范 （TB10002.1-2005）第 4.2.1 条第四点的规定，当全跨度上的竖向恒载 不均匀时，但实际的不均匀值与平均值相差不大于平均值的 10%时，可按均匀计算。由于此处的不均匀值已经超过 10%，故不能采用均匀值计算。此时，应采用对影响线分段加载的方法进行计算。根据其竖向恒载的变

10、化，可分三段加载，其加载情况如下图：图 3.3 恒载分段加载示意图（单位： mm ）g1 g1窄 244.74kN /m ，其加载长度为 26m；g1 g1 g1宽 398.83kN / m ，其加载长度均为 6.25m。（2）附属设施（二期恒载） g2 ：g2 190.815kN /m（3）恒载内力计算公式：由于一恒分三段加载，故恒载计算值也应分三段累加，其值计算如下：g g1 g2 244.740 190.815 435.555kN / mg g1 g2 398.822190.815589.63k7N/ mg g 1 g2 398.822190.815589.63k7N/m 此时，恒载内力

11、计算公式应为： N g 1 g 2 g 3式中，3分别为各恒载加载段对应的影响线面积2、活载（ ZK 活载）（1）活载采用值：活载采用 ZK活载，其换算均布荷载可在 京沪高速铁路设计暂行规定 （铁建设函（ 2004）157 号）“附 录 D ZK 标准活载的换算均布荷载值 ”中查得。（2）列车活载冲击系数：计算剪力时，计算弯矩时，对于本桥，0.9961.4940.913 ；0.851 ，L 为梁的加载长度（ m ）38.5 0.20.9131.0790.851 1.100计算时为了偏于安全，都取 1.100（3）活载内力计算公式：活载内力采用换算均布活载在影响线上加载计算求得，此外，根据京沪高

12、速铁路设计暂行规定 （铁建设函（2004）157号）第 6.2.9条第 1点的规定，对于单线和双线的桥梁结构， 各线均应计入 ZK活载作用。故，内力计算公式为： N 2K式中， 为列车活载动力系数，计算剪力和弯矩时使用不同的值； K为 ZK活载换算均布荷载值； 为 加载范围内同号影响线面积。3、弯矩及剪力计算（1）对支座截面，其剪力、弯矩影响线如下图：图 3.4 支座截面影响线图1恒载作用时，对剪力影响线，1 （1 32.25） 6.25 5.7427m2 38.5（32.25 6.25） 26 13.0000m38.5 38.56.25 6.250.5073m故， Q0.000 g589.6

13、37 5.7427 435.555 13.0000 589.637 0.5073 9347.38kN 对弯矩影响线， 1 2 3 0m2故， M0.000 g 3 0kN m2ZK活载作用时，11 38.5 19.25m87.12 84.93由 L 38.5m, 0 ，查表得： K 87.12 （38.5 36.0） 85.7513kN /m 40.0 36.0故， Q0.000 1 2K 1.100 2 85.7513 19.25 3631.57 kN对弯矩影响线，0m2故， M 0.000 2 2K 0.000 0kN m对距支座 1.25m，1.982m，6.25m的变截面，以及 L和L

14、 处进行类似计算，计算结果列于下表 ：42表 3-1 最大剪力表（单位： kN ）主梁截面支点截面距支座 1.25m距支座 1.982m距支座6.25mL/4截面L/2截面恒载9347.388610.48178.795662.224495.28ZK活载3631.573426.713308.622633.922202.531111.86最大剪力Q12978.9512037.1111487.418296.146697.81说明：上表已计入 ZK 活载动力系数 1.100表 3-2 最大弯矩表（单位： kN m ）距支座 6.25m11223.4817368.8146905.3163534.9383

15、709.564311.026727.2818409.5325307.1933728.95最大弯矩M15534.5024096.0965314.8488842.12117438.514、内力组合：本次计算只考虑主力的内力组合，且未考虑支座不均匀沉降对桥梁受力的影响 此时，内力组合（主力） ：自重二期恒载预加力 +收缩徐变。四、钢束布置由已给图纸可知钢束具体布置数据如下：表 4-1 钢束竖弯平弯信息钢束号BB2F1F2F3F4F5F6F7F8竖弯弯起角度 （）364曲率半径 R（m）81015平0.30.8520表 4-2 钢束竖弯起弯点至跨中距离计算表弯起高度角度曲率半径L1（mm）y2（mm）

16、y1（mm）x3（mm）x2（mm）x1（mm）y（mm）（R（mm ）B11008000194010.96489.0361730.800418.68817140.513B248010000424054.781425.2193718.7931045.28514525.92215000654036.539443.4616017.4641046.34712226.188F1,F26101119020.557589.44310797.749785.0397707.211F3,F484013990819.44313597.7494907.211F5,F61070164901033.46115967.4

17、642276.188F7,F813001849019.4881280.51218211.314558.052520.634表 4-3 各计算截面的钢束位置及钢束群重心位置计算表（单位：截面x4R（m m）弯起高度 y（mm）x5x5 tana0aiap四分点未弯起150643.610F1、F29665506.521350453.479F3、F4550883.479F5、F6675.8437501144.157F7、F89501574.157距支座6.25m764.626800171.349629329.645630.3551060.355439.8401380.160弯钢束起弯距离计算表181

18、0.1601.982 m124150.961989.861202212.521417.479141.392488.608105.969854.0311284.0311678.6082108.6081.25m12967.606182.3941036.939135.584494.41690.206539.794892.3941322.3941729.7942159.794支点402.096247.9041119.3624.204625.7962.797627.203957.9041387.9041817.2032247.203表 4-4 平 点至跨中z（mm）R（mmz2（mm）z1（mm）束长度

19、计算472000022903.04643.9542115.489349.04816825.463表265379048.719216.2813093.2861395.12914801.585110.27410.7262237.641104.71916947.64023127.409203.5913266.9991046.71914976.282232.20120.7992141.661296.69516851.644197169.5919769.5911766.99916476.282163135.591R（mm）弯起角度曲线长度（cm）靠近锚固端 直线段长度 （cm）直线长度有效长度钢束预留长度钢束长度41.89173.321714.053858.514008.51104.72373.931452.593862.484012.48603.221222.623861.114011.1178.541081.26770.723861.044011.041361.64490.723861.804011.80